导致膝关节骨性关节炎的常见危险因素

于波，彭伟秋，李富明

柳州市人民医院关节骨科，广西柳州 545006

膝关节骨性关节炎是一类最常见的炎症反应性疾病之一，是一种较晚发生的对身体有较大损害的退行性疾病，常导致人们的生活质量严重下降，目前世界上认为膝关节骨性关节炎已成为导致残疾的最重要原因之一。当今社会，经济飞速发展，人们对生活质量要求的提高，越来越多的人们受到这类疾病的困扰，从世界范围来看，65岁以上的人群中，有超过一半的人受其影响，其中绝经后的女性的发病率较高[1]。为缓解膝关节骨性关节炎患者关节的疼痛症状，人们多需要接受长期药物干预的保守治疗；为改善关节的运动功能，关节置换手术常作为晚期膝关节骨性关节炎患者的最终治疗方案[2]。

膝关节作为骨性关节炎这类疾病中发病最多的关节[3]，与所有骨性关节炎一样该疾病的发生可大致分为原发性和继发性。原发性骨性关节炎多是一类基因依赖性的疾病，与遗传学、表观遗传学等有密不可分的关系，性别、年龄等必然是该疾病不可回避的影响因素[4]。继发性骨性关节炎多见于创伤性关节炎，多由于创伤或手术后，关节的炎症反应和组织修复过程导致的关节内软骨的破坏。尽管导致原发性和继发性膝关节骨性关节炎的因素不同，但是它们的病理改变是相同的，都表现为一种关节的退行性改变，主要受炎症反应的影响[2]。尽管不同的研究都证实一些常见的危险因素将容易导致骨性关节炎的发生，例如遗传、年龄、性别、创伤和机械压力等[5]，也有一些生活中常被人们所忽视的危险因素可导致其发生，例如饮食、日常活动和生活方式等。骨性关节炎的发生将与上述的这些易感因素密切相关。

几十年来，骨性关节炎都一直被认为是关节软骨磨损后，导致关节组织破坏、关节功能丢失的一类疾病；膝关节作为身体上最重要的负重关节之一，广泛持有的观点是负重关节的压力增加或负荷过大，再加上关节解剖结构不协调和关节软骨组织脆弱是骨关节炎的关键诱发因素。现今，随着分子生物学领域的日益发展，许多分子层面的因素逐渐为人们所知，骨性关节炎被认为是一种复杂的多因素疾病，为进一步加强对这类疾病防治的认识，该文就导致膝关节骨性关节炎的危险因素进行总结分析。

1 遗传因素

导致膝关节骨性关节炎的危险因素中，有一些不可改变的危险因素影响着该疾病的发生，包括有遗传学、表观遗传学、年龄和性别等。这些危险因素虽与遗传学和生理学有关，看似无法改变，但随着分子生物学的不断发展，相信这些影响疾病的危险因素值得我们去进一步研究。

1.1 遗传学

运用分子生物学对骨性关节炎的发生过程进行遗传基因探索后，最近的一些研究发现多个基因突变参与了骨关节炎的发病机制，但主要表现为不同基因的表达蛋白对骨性关节炎的影响。例如控制维生素D受体和IGF-1的基因，主要通过调控骨密度参与了骨性关节炎的病理改变过程[6]。

1.2 表观遗传学

表观遗传是指在原始DNA序列中，发生在所有表型中的遗传改变，而基因型没有任何改变。与遗传修饰不同，表观遗传修饰更快，细胞利用它们作为对微环境变化的反应。表观遗传模式由DNA甲基化，组蛋白修饰和非编码RNA介导，对外界刺激，细胞增殖和分化起反应。研究表明，MMP-13是参与骨性关节炎中软骨基质破坏的酶，在表观遗传调节下的MMP-13的基因表达通过去甲基化，可导致其在人类软骨细胞中的表达水平增加[7]。

1.3 年龄

骨性关节炎是一种退行性疾病，与年龄相关性可能取决于关节的正常结构主要受软骨细胞和细胞外基质改变的影响；有细胞生物学的研究表明，细胞的分裂次数会受细胞DNA中端粒酶的影响，故细胞的分裂次数是有限的，这将导致随着年龄的增长，细胞逐渐开始衰老，细胞的分裂次数减少直至分裂停止，我们称之为“海佛烈克极限”，而在软骨细胞的一生中大约能进行35次左右的分裂[8-9]。

1.4 性别

多项流行病学的研究发现，女性骨性关节炎的发生率明显高于男性[10]，通常在中年的骨性关节炎患者当中，由于机械损伤和运动负荷的影响，男性患者多于女性患者，然而随着女性绝经后，女性骨性关节炎患者的发病率开始显著增高[11]。通过观察可以发现人体激素的水平影响着骨性关节炎的发生和发展，同时这种男女比例的差异还取决于骨骼和韧带结构的不同，相较于男性而言，女性韧带的力量、弹性不高，纤维序列不齐，且软骨的体积不足。

2 饮食习惯与疾病

相较于那些不可改变的因素，当今随着经济社会的发展，生活水平的提高和预期寿命的增加，使得越来越多的人们开始关注他们的健康问题。在各类美食及快餐食品充斥着生活的当下，健康饮食似乎逐渐被人们所淡忘。由于日常饮食习惯和代谢性疾病这类危险因素所导致骨性关节炎更值得我们关注。

2.1 日常饮食

多项研究表明，日常饮食和营养摄入影响着人们的生活,所吃进去的一切东西都会影响我们的身体产生不同的过程。目前铺天盖地的快餐和品种繁多的零食在我们的日程饮食中占据着主导地位，这些食品大多含有大量的动物脂肪和糖分，而缺少人体所需的维生素、微量元素等健康营养成分。最近的一项研究证实了饮食因素与骨关节炎的关系，主要与摄入营养的质和量相关。与骨质相关的维生素D，与抗氧化特性相关的一类维生素，如维生素C、维生素K、维生素A、维生素E的摄入量低，导致不能有效地降低关节内的氧化活性物，可能是导致骨性关节炎的危险因素[12-14]。

2.2 肥胖

不良的饮食习惯可能使人易患肥胖症，肥胖是影响软骨的代谢破坏过程和关节超负荷的主要因素，尤其是我们的膝关节。越来越多的人认为骨性关节炎是一种全身性疾病，尤其是其导致的代谢紊乱与肥胖密切相关。一些研究表明，由于负重关节的机械负重过载，加之关节运动时所承载的负荷约为体重的4倍，使软骨细胞激活导致软骨退变的加速，超重的人比正常体重的人更倾向于骨性关节炎的发展[15]。相较于负重过载引起的骨性关节炎，有研究指出，患有代谢综合征的患者，体内的代谢因素不断聚集，例如脂肪因子、炎性脂肪组织和血脂的异常，通过激活信号转导子和转录激活子1型和5型来影响软骨细胞的合成和分解代谢[16]，从而导致组织氧化应激、内皮功能障碍和瘦素失调，这些代谢因素会诱导骨性关节炎的发生[17-18]。如软骨破坏机制可以通过脂肪因子与促炎性细胞因子如白细胞介素1结合，导致一氧化氮产生增加，干扰软骨细胞功能，从而抑制II型胶原合成的同时诱导细胞凋亡，进而引起软骨基质的丧失[19]。

2.3 糖尿病

作为代谢性疾病中最常见的2型糖尿病，有证据表明，诸如2型糖尿病和葡萄糖浓度升高等这类代谢因素与骨性关节炎的发生和进展密切相关[17,20]。尤其是，软骨胶原中的糖基化终末产物似乎与软骨基质的衰老和软骨细胞的功能降低有关，这种改变可能取决于该产物受体的高表达，在老化和骨关节炎方面均有所体现。基质和软骨细胞中往往会积累糖基化终末产物，从而导致基质中交联度增加，僵硬度降低，关节强度降低，导致软骨细胞由于合成代谢活性降低，最终使软骨更容易失效[21]。

3 日常活动与运动

经济的发展，科技的进步，在各行各业的工作和丰富多彩的日常生活当中，一些对关节活动不正确的认识，往往成为了导致膝关节骨性关节炎发生的危险因素。这些危险因素包括影响我们日常工作生活的个人习惯、爱好等。

3.1 日常活动

适度的日常活动和正常的机械关节负荷对于维持关节的健康是非常重要的。适度运动可以促进身体代谢，防止关节软骨的变形和减弱[22]。一些研究还表明，在损伤或老年关节，体力活动可以改善关节软骨的摩擦和润滑性能。在成年大鼠模型中，适量的关节运动已证实能促进滑润素合成和滑液增加，对关节软骨进行保护。相较于缺乏运动或运动量少的大鼠，适量的关节运动可减少软骨的降解过程，这也归因于促使与骨性关节炎的发生密切相关的细胞因子IL-1的表达降低[23]。但是，过度的身体活动，同时联合关节的机械压力过载可能会造成骨性关节炎发生发展的风险增加[24]。有研究表明这主要是由于关节负荷过大时，会使关节软骨中的胶原蛋白多聚糖基质含水量增高，从而导致软骨组织细胞和结构的变形[25]。

3.2 工作、运动

工作及体育运动中人们需要进行高负荷的膝关节活动，甚至不正确的运动方式可能会造成膝关节结构的损伤，在这类人员膝关节骨性关节炎的发病中，必须着重关注两个方面：重复移动和错误运动。第一个方面涉及的是人们的工作或职业常常被迫做重复性的动作（如重体力劳动者，户外勘测员，军人或农民），在这种情况下，发生局部骨性关节炎的风险与不需要体力活动和重复动作的人相比，骨性关节炎的发生率翻了一番[26]。第二个方面涉及的是人们从事体育活动中可能出现的错误运动，尤其是在竞技体育的运动员中，由于急剧的关节扭转或直接的关节碰撞，往往会造成关节的扭转负荷增加（如篮球、足球、羽毛球或滑雪）。在这种情况下，膝关节仍然是最常见的损伤关节，特别是对于前交叉韧带和半月板而言，由于前交叉韧带的损伤甚至断裂通常与关节软骨、软骨下骨、侧副韧带和半月板的损伤同时存在，而这类组织损伤的治疗又往往需要进行外科干预，这也进一步导致继发性或创伤性膝关节骨性关节炎的发生发展[27]。

3.3 生活方式

本世纪以来，科技飞速发展，尤其是近年来智能手机和互联网的发展突飞猛进，网络技术在职业工作和日常生活中的应用已不可或缺，现在每个人都至少有一部智能手机或一台电脑，常常是通过发短信、打电话、网络邮件与亲人朋友保持联系，同时电子游戏的发展也不能忽视，这些网络社会最常见的不良习惯也影响骨性关节炎的发病。久坐使得人们对于日常运动的关注逐渐下降，在这种情况下，体力活动减少也会导致肌肉力量减弱，并增加错误姿势的发生倾向。这些因素可导致关节弱化、损伤以及肥胖的风险增加，最终可能成为骨性关节炎发病的诱因。然而现今骨性关节炎和科技进步之间的真正关联还无法证明，但是毫无疑问，这方面的一些研究值得我们进一步去发掘。

4 结论

膝关节骨性关节炎已逐渐成为影响人们健康及生活质量的常见关节疾病，造成这类疾病发生发展的危险因素中除了一些不可改变的与遗传相关的因素外，更值得人们关注的是一些与日常生活习惯相关的危险因素。日常生活习惯、工作、饮食和身体活动严重影响着我们的身体。身体处于一种极度平衡的状态，每一个小变化的累积都可能导致一些大变化的形成，我们健康的饮食习惯和适度的身体活动对于控制这种平衡是尤为重要的。

通过该文可以知道，正确的健康饮食是，减少糖类和脂肪的摄入，体内脂肪和葡萄糖浓度的下降可以消除一些诱发肥胖的因素，进而可减少如糖尿病、高血压等代谢性疾病的发生；同时增加奶制品、肉类、禽类等食物的摄入，对于必须营养因子的摄入尤为关键，特别是维生素，可以减少炎症引起的氧化应激反应并维持骨量，对于预防和改善骨性关节炎是有益的。正确的日常活动是，适度活动对身体的肌肉和关节而言都很重要，通过增加膝关节的稳定性，可相应减少膝关节组织及软骨的退变和损伤。此外，减少手机和其他电子设备的使用时间，增加体力活动和照顾自己的时间，肯定会使关节和整个身体更健康。同时，对于未达到手术指征的膝关节骨性关节炎患者而言，减肥、健康饮食和物理疗法也是非常重要的，应该鼓励他们以此来减轻关节疼痛并改善关节功能。

综上所述，注重个人行为和生活习惯的培养，有助于人们防治身体基础疾病和保持生理机能平衡，从而最终达到膝关节骨性关节炎的防治。

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